CN111605604B - 可控温的方向盘、方向盘的温度控制方法以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可控温的方向盘、方向盘的温度控制方法以及车辆，可控温的方向盘包括方向盘骨架、检测装置、用于制取高温液体的第一产生装置、用于制取低温液体的第二产生装置、管路总成；方向盘骨架包括主体、与主体连接的转向轴，其中主体的内部形成有换热流道，在转向轴的内部设置有用于液体流入换热流道内的液体输入流道、用于液体流出换热流道的液体输出流道；管路总成包括第一管路、第二管路，第一管路与液体输入流道相连通，第二管路与液体输出流道之间相连通；第一产生装置作用于第一管路；第二产生装置作用于第一管路。本发明采用液体热交换方式进行方向盘的制冷与制热，具有结构简洁、方向盘整体温度均匀、能源利用率高的优点。

Description

可控温的方向盘、方向盘的温度控制方法以及车辆

技术领域

本发明属于汽车领域，具体涉及一种能够流动液体进行制冷与制热的可控温的方向盘、方向盘的温度控制方法以及车辆。

背景技术

现阶段市场上客户对于低温下的续航里程焦虑，主要是由于低温下开启制暖会耗费大量的能量，这就使得很多公司采用降低空调采暖的功率，使用和人接触部位的相关部件进行局部加热的方式。而方向盘作为一个行车中必须使用的方向控制部件，客户在高温(夏天)和低温(冬天)条件下，使用过程中往往都会出现方向盘过热和过冷导致不舒适而抱怨的情况。

目前，市场上多数机动车的方向盘不具备根据需要调节冷热温度的功能；从而导致在炎热的夏天，驾驶员为了避免长时间握方向盘手心出汗导致打滑，不得不戴上手套；而在寒冷的冬天，驾驶员在不开启车内空调的情况下，可能会由于避免手直接触握冰凉的方向盘而带上手套。戴手套对于驾驶员而言，容易造成手指不灵活，舒适性较差，也容易加快驾驶疲劳，导致交通事故发生。

现有技术中，绝大多数电动车中都没有方向盘加热的功能，在传统车中搭载的方向盘加热的原理是采用电阻丝加热，例如专利号为201310495396.7、发明名称为加热式方向盘的中国专利，采用加热丝的方式的缺陷在于，不能支持方向盘在高温条件下降温的使用，具有一定的局限性，此外，这种加热方式的加热效率比较低(只有40％左右)，而且电阻丝的使用寿命较低，容易产生电阻丝氧化等情况，使用在电动车上，在低温下回消耗额外的电量影响续航里程，同时还会造成成本的增加。

还有在方向盘内部嵌入半导体装置进行加热和制冷的方式，例如专利号为201310325377.X、发明名称为可控温方向盘及其温度控制方法的中国专利，采用半导体方式进行加热和制冷的缺陷在于，需要在方向盘内部嵌入半导体片和散热结构，半导体基于珀尔帖效应，完成产热和吸热的功能，半导体制冷的同时需要有散热的机构，而散热的机构会占用方向盘大量的空间，不利于方向盘相关部品的布置，会大大凸显方向盘的空间不足问题，而且整体结构较为复杂，成本较高。

还提出有嵌入空调风管对方向盘进行加热和制冷的方案，这种使用空调出风进行制冷和加热的方法，只有在车内空调制冷和制热打开的情况下，才能实现对方向盘的制冷和加热，这个局限会导致在客户不需要开空调的时候，方向盘无法实现其温度的控制，使用在电动车上，在低温下回消耗额外的电量影响续航里程。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种可控温的方向盘、方向盘的温度控制方法以及车辆，采用液体热交换的方式，进行方向盘的制冷与制热。

一方面，本发明提供了一种可控温的方向盘，包括：

方向盘骨架；

用于获取方向盘骨架的温度的检测装置；

用于制取高温液体的第一产生装置；

用于制取低温液体的第二产生装置；以及

管路总成；

方向盘骨架包括主体、与主体连接的转向轴，其中主体的内部形成有换热流道，转向轴为中空结构，在转向轴的内部设置有用于液体流入换热流道内的液体输入流道及用于液体流出换热流道的液体输出流道；

管路总成包括第一管路、第二管路，第一管路与液体输入流道相连通，第二管路与液体输出流道之间相连通；

第一产生装置作用于第一管路；

第二产生装置作用于第一管路。

在本发明的上述技术方案中，通过检测装置获取方向盘骨架的温度，确定开启升温或者降温的过程；需要升温时，第一产生装置作用于第一管路，将第一管路中的液体进行升温处理，升温后的液体通过液体输入流道流至换热流道中，与主体进行充分热交换后，换热流道中的液体通过液体输出流道、第二管道流出收集或者进行循环使用。

需要降温时，第二产生装置作用于第一管路，将第一管路中的液体进行降温处理，降温后的液体通过液体输入流道流至换热流道中，与主体进行充分热交换后，换热流道中的液体通过液体输出流道、第二管道流出收集或者进行循环使用。

需要说明的是，例如第一管道中的液体可以直接从汽车的其他冷却系统中进行获取，也可以是设置独立的液体系统，为了节省空间以及提高能源的利用率，优选的，第一管道中的液体直接从汽车的其他冷却系统中进行获取，例如空调系统，再例如电动汽车的电池包冷却系统。

根据本发明的另一种具体实施方式，转向轴包括轴本体、内管，内管固定设置在轴本体内，内管为中空结构，在内管中形成液体输入流道，在内管与轴本体的内壁之间形成液体输出流道。

其中，轴本体为圆筒状，内管例如通过横杆方式固定设置在轴本体的中央，以形成内外嵌套的同轴双层筒形结构。

根据本发明的另一种具体实施方式，第一管路与液体输入流道之间转动配合连接，第二管路与液体输出流道之间通过固定的旋转接头相连接，其中旋转接头转动设置于内管之外并与轴本体之间转动配合连接。

其中，为了保证连接处的密封，第一管路与液体输入流道的连接处优选采用回转轴承配合轴承密封圈的结构形式，基于同样的理由，第二管路与旋转接头的连接处、旋转接头与内管的连接处也采用回转轴承配合轴承密封圈的结构形式。

根据本发明的另一种具体实施方式，旋转接头内的空腔具有与液体输出流道流向相同的第一段以及出口偏置的第二段，液体输出流道与第一段的入口通过转动轴承相连接，第二管路与第二段的出口固定连接。

其中，旋转接头式固定的，不会随着转向轴的转动而转动，其中第二段为从液体输出流道中流出的液体提供稳定的流动路径，第二管路更加容易布置。

根据本发明的另一种具体实施方式，换热流道为具有固定液体流动方向的单向换热流道，其中，液体在换热流道中的流动过程是稳定的、无阻力突变的、不产生湍流现象的流动过程，为了适应主体(包括轮辐、轮缘)的形状，在换热流道需要改变流动方向位置处，优选采用曲面衔接进行过渡，以避免液体流动时产生的流水异音。

根据本发明的另一种具体实施方式，第一产生装置至少包括加热器、设置在第一管路上的泵，泵驱动加热器加热后的液体在第一管路中流动；第二产生装置至少包括蒸发器、设置在第一管路上的换热器，蒸发器所产生的冷媒经过换热器与第一管路中的液体进行换热以降低第一管路中液体的温度。

本方案中的第一产生装置与第二产生装置均直接作用于第一管路，在第一管路与第二管路相连通时，液体可以实现循环使用，整个管路总成的结构更加简洁，加热器直接加热第一管路中的液体、换热器直接与第一管路中的液体进行换热以降低液体的温度，整个过程具有极佳的操控性。

另一方面，本发明提供了一种方向盘的温度控制方法，包括以下步骤：

提供能够产生液体流动的换热流道，换热流道中的流动液体能够直接与方向盘骨架的主体接触并进行热交换；

提供能够制取高温液体的第一产生装置；

提供能够制取低温液体的第二产生装置；

允许第一产生装置所制取的高温液体进入换热流道并进行热交换，以升高方向盘骨架的主体的温度；

允许第二产生装置所制取的低温液体进入换热流道并进行热交换，以降低方向盘骨架的主体的温度。

根据本发明的另一种具体实施方式，在方向盘骨架的转向轴中设置液体输入流道以供热交换前的液体流入，在方向盘骨架的转向轴中设置液体输出流道以供热交换后的液体流出；其中，允许第一产生装置作用于液体输入流道以升高液体输入流道的液体温度，允许第二产生装置作用于液体输入流道以降低液体输入流道的液体温度。

根据本发明的另一种具体实施方式，在液体输出流道中设置开度可调的流量阀，以控制液体从换热流道内流出的速度，例如当方向盘骨架的主体内外的温差较大时，可以减缓换热流道内液体流出的速度，已进行更充分的换热，进而提高能源的利用率，以实现节能效果。

根据本发明的另一种具体实施方式，提供能够检测方向盘温度的车辆控制系统，根据设定的温度实时反馈控制第一产生装置与第二产生装置的启闭。

根据本发明的另一种具体实施方式，提供导热材料制作导热层，将导热层设置在方向盘骨架的主体的内侧并直接与换热流道内的流动液体接触换热，以更好的利用能源。

再一方面，本发明提供了一种车辆，包括：

可控温的方向盘；

电池包温控系统；

制冷系统；以及

车辆控制系统；

可控温的方向盘内设置有用于液体流动的换热流道；

电池包温控系统中的高温液体通过第一管路与换热流动相连通；

在第一管路上设置有换热器；

制冷系统中的冷媒通过换热器与第一管路中液体进行热交换；

车辆控制系统包括温度检测器、设置在第一管路上的第一开关、控制换热器启闭的第二开关；

车辆控制系统通过温度检测器获取方向盘的实时温度以控制第一开关与第二开关的启闭。

本发明直接采用现有电动车辆中的可流动液体作为方向盘的制冷与制热液体进行使用，大大降低设备的改进难度与成本，同时提高了车辆的利用效率，合理利用了原车辆的部件一方面简化了结构，另一方面可以提高能源的利用效率，尤其降低了电动汽车的电量消耗，保证续航里程。

本发明具备以下有益效果：

本发明可控温的方向盘采用液体热交换的方式，进行方向盘的制冷与制热，具有结构简洁、方向盘整体温度均匀的优点。

此外，设置了内外嵌套的轴本体与内管结构，形成液体输入流道与液体输出流道，实现方向盘骨架无管路设计，简化了装配难度，整体结构更加简洁、使用更加方便；

此外，在转向轴与第一管路、第二管路的连接处采用转动连接的方式，布置好的第一管路与第二管路不会随转向轴的转动而转动，整体结构不会发生晃动、拉扯等现象，结构巧妙，实用性强。

本发明的方向盘的温度控制方法，采用液体热交换的方式进行方向盘的制冷与制热，通过控制高温液体与低温液体的流入流出，实现方向盘温度的控制，该温度控制方法以热交换的方式进行，方向盘整体温度更加均匀，用户体验感更好。

此外，通过控制液体从换热流道中的流出速度，以进行更充分换热，能源利用率更好。

本发明的车辆利用车内制冷系统对方向盘体进行制冷，利用电池包温控系统对方向盘进行加热，不需要增加单独的制冷和加热系统，车辆的能源利用效率更高、成本更低、方向盘的温度控制更加准确。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明可控温方向盘的侧面结构示意图；

图2是本发明可控温方向盘的俯视结构示意图；

图3是本发明可控温方向盘中转向轴的结构示意图；

图4是本发明可控温方向盘中旋转接头的结构示意图；

图5是本发明可控温方向盘中第一管路与液体输入流道的连接示意图；

图6是本发明可控温方向盘中主体的内外层分布示意图；

图7是本发明的原理示意图；

图8是本发明制冷过程的一种流程示意图；

图9是本发明制热过程的一种流程示意图。

具体实施方式

实施例1

图1示出了方向盘骨架10。方向盘骨架10可被认为分为两部分：位于上方与驾驶者接触的主体11、位于下方的转向轴12，主体11与转向轴12之间固定连接并能够为绕转向轴12进行自转。

主体11包括与转向轴12相连接的轮辐111、位于边缘的轮缘112，如图2所示，在轮辐111与轮缘112中形成了换热流道13，换热流道13为具有固定液体流动方向的单向换热流道，液体在换热流道13中与主体11进行充分的接触换热，以实现制冷与制热的过程，将方向盘的温度调整至舒适的范围内。

其中，在换热流道13需要改变流动方向位置处，例如图2中轮辐111与轮缘112的连接处优选采用曲面衔接进行过渡，以避免液体流动时产生的流水异音。

再次参见图1，转向轴12包括轴本体121与内管122，轴本体121与内管122均为中空圆筒状结构，在内管122中形成液体输入流道14，在内管122与轴本体121的内壁之间形成液体输出流道15，液体输入流道14用于液体流入换热流道13内，液体输出流道15用于液体流出换热流道13。

管路总成20至少包括第一管路21、第二管路22，第一管路21与液体输入流道14相连通，第二管路22与液体输出流道15之间相连通，第一管路21根据需要通入高温或者低温的换热用液体，换热用液体通过液体输入流道14通入换热流道13中，进行热交换以升高或者降低主体11的温度，换热流道13内经过充分换热后的液体从液体输出流道15流出，最后通过第二管路22进行收集或者循环使用。

由于在行车过程中，为控制行车的方向，方向盘整体需要不停的旋转角度，基于此，本发明设置了特殊的连接结构，以进行第一管路21、第二管路22的固定。

图5显示了第一管路21与液体输入流道14之间的连接配合关系，第一管路21与液体输入流道14之间采用第一轴承23转动配合连接，以实现在第一管路21固定的同时，转向轴12能够自由进行自转的过程。

图3、图4显示了第二管路22与液体输出流道15之间的连接配合关系，第二管路22与液体输出流道15之间通过固定的旋转接头24相连接，其中旋转接头24转动设置于内管122之外并与轴本体121之间转动配合连接。

具体的，旋转接头24呈环状，在旋转接头24的内侧设置有第一密封连接面241，该第一密封连接面241通过第二轴承25与内管122的外侧壁之间转动连接，在旋转接头24的外侧设置有第二密封连接面242，该第二密封连接面242通过第三轴承26与轴本体121的外侧壁之间转动连接，进而实现在旋转接头24固定的同时，轴本体121与内管122能够自由进行自转的过程。

其中第一轴承23、第二轴承25与第三轴承26均具有抗磨损、寿命长、耐腐蚀、无泄漏的特点，能够保持转向轴12长时间平稳的运转，坚固灵活、摩擦系数小，可以进行高速运转。

再次参见图4，旋转接头24内的空腔具有与液体输出流道15流向相同的第一段24a以及出口偏置的第二段24b，第二轴承25与第三轴承26位于液体输出流道15与第一段24a的入口处，第二段24b具有侧向的开口，为从液体输出流道15中流出的液体提供稳定的流动路径，第二管路22更加容易布置。

进一步的，为了更充分的进行热交换，提供导热材料制作导热层，将导热层设置在方向盘骨架10的主体11的内侧并直接与换热流道13内的流动液体接触换热，以更好的利用能源，如图6所示，轮缘112处的剖面结构分为四层，从内到外依次为换热流道13，换热流道13的外壁材料为铝制或铜制导热材料→高导热材料层16，采用导热石墨片或硅胶片→方向盘内胆层17，所采用的材料为导热塑料材→外套层18，采用的材料为皮质材料。方向盘采用铝制材料、导热石墨片或硅胶，同时具备导热性好和轻量化的优势，有利于更充分地进行热交换。

第一产生装置30可以设置独立的制热装置，第二产生装置40也可以设置独立的制冷装置，为了更好的利用能源、简化结构，本示例合理利用车辆自身的资源进行整合，优选以电池包温控系统作为第一产生装置30以制取高温液体，优选以车内空调制冷系统作为第二产生装置40以制取低温液体。

图7显示了本示例制取高温液体与制取低温液体的原理，其中：通过将电池包温控系统内的冷却液引入第一管路21，作为高温液体进行使用，通过在第一管路21设置换热器41，空调制冷系统中的冷媒经过换热器41与第一管路21中的液体进行换热以形成低温液体。

其中，在第一管路21(或液体输入流道14)上设置有电磁阀27－3、在第二管路22(或液体输出流道15)上设置有流量阀28以控制设置有换热流道13中液体的流量，实现不同程度的换热能力。

本实施例中，方向盘制热调控过程为：

通过检测装置获取当前方向盘骨架10的温度，当前方向盘的温度低于设定值时，开启制热，加热器31(加热器31)开启，泵32带动已经加热后的液体循环，此时流量阀28和电磁阀27开启，液体流入换热流道13中，实现对方向盘整体的加热。

本实施例中，方向盘制冷调控过程为：

通过检测装置获取当前方向盘骨架10的温度，当前方向盘的温度高于设定值时，开启制冷，压缩机42开始运动，冷媒经过换热器41与第一管路21中的液体进行热交换，液体经过冷却后，泵32带动冷却后的液体流动，此时流量阀28和电池阀27开启，温度较低的液体输送至换热流道13中，实现方向盘整体的冷却。

本实施例中的液体均采用电池包温控系统自有的循环液体，不会造成液体的外漏、浪费、多余的管路布置等现象，同时在制冷与制热过程中，均采用换热器41、泵32和加热器31等部件，设备整体的利用率高。

本实施例中的管路系统与电池包温控系统中的水路之间为并联方式，可以单独为方向盘进行加热制冷，也可同时为方向盘和电池包进行加热制冷。

实施例2

一种能够实现实施例1可控温的方向盘的温度控制方法，包括以下步骤：

提供能够产生液体流动的换热流道13，换热流道13中的流动液体能够直接与方向盘骨架10的主体11接触并进行热交换；

提供能够制取高温液体的第一产生装置30；

提供能够制取低温液体的第二产生装置40；

提供能够检测方向盘温度的车辆控制系统，车辆控制系统根据设定的温度实时反馈控制第一产生装置30与第二产生装置40的启闭；

允许第一产生装置30所制取的高温液体进入换热流道13并进行热交换，升高方向盘骨架10的主体11的温度；

允许第二产生装置40所制取的低温液体进入换热流道13并进行热交换，降低方向盘骨架10的主体11的温度。

其中，在方向盘骨架10的转向轴12中设置液体输入流道14以供热交换前的液体流入，在方向盘骨架10的转向轴12中设置液体输出流道15以供热交换后的液体流出；其中，允许第一产生装置30直接或间接作用于液体输入流道14以升高液体输入流道14的液体温度，允许第二产生装置40直接或间接作用于液体输入流道14以降低液体输入流道14的液体温度；

进一步的，在液体输出流道15中设置开度可调的流量阀28，以控制液体从换热流道13内流出的速度，例如当方向盘骨架10的主体11内外的温差较大时，可以减缓换热流道13内液体流出的速度，已进行更充分的换热，进而提高能源的利用率，以实现节能效果。

本实施例可以实现方向盘温度的智能控制，以电池包温控系统作为第一产生装置30，包括加热器31、泵32(电子水泵)、换热器41、电磁阀27－2、电池包33、电池阀27－3，各部件之间的连接关系如图7中所示；制冷系统作为第二产生装置40，第二产生装置40包括换热器41、压缩机42、电子膨胀阀43、冷凝器44、蒸发器45，各部件之间的连接关系采用图7中所示。

通过监测装置感应方向盘的表面温度来控制压缩机42的转速、电子膨胀阀43的开度、加热器31功率、泵32占空比以及流量阀28的开度来实现不同模式等级下的制冷和制热，以调节方向盘的温度至舒适温度值，详细说明如下：

参见图7、图8，在方向盘制冷模式下，制冷等级根据方向盘表面温度的高低可以智能的切换为高、低、中档三个模式(方向盘表面温度通过方向盘表面布置的温度传感器进行监测)。

(1)当方向盘表面温度处于第一等级时(例如处于25℃～40℃之间)，方向盘制冷等级进入低档模式，同时车辆控制系统检测电池温度是否达到冷却开启温度，如电池温度未达到电池冷却开启温度(例如小于35℃)，则方向盘进入单开模式，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2关闭，电磁阀27－3开启→压缩机42转速低档位，电子膨胀阀43低位开度，泵32占空比低转速(例如压缩机421000rpm/min，电子膨胀阀43开度100歩，泵32占空比20％)→流量阀28全开，方向盘制冷开启直至其表面温度小于人体舒适温度下限时自动关闭(例如方向盘温度＜15℃)。

如电池温度达到电池冷却开启温度(例如大于35℃)，则方向盘进入双开模式(此时方向盘冷却和电池冷却同时开启)，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2和电磁阀27－3开启→压缩机42转速进入最高转速，电子膨胀阀43高位开度，泵32占空比高档位(例如压缩机428000rpm/min，电子膨胀阀开度200歩，泵32占空比40％)→流量阀低位开度(例如流量阀开度30％)，当电池温度下降至冷却关闭温度以下时(例如电池温度＜30℃)，电池冷却关闭，方向盘制冷进入单开模式，方向盘制冷开启直至其表面温度小于人体舒适温度下限时自动关闭(例如方向盘温度＜15℃)。当电池温度大于冷却关闭温度以上时(例如电池温度≥30℃)，方向盘制冷在双开模式下开启直至其表面温度小于人体舒适温度下限时自动关闭(例如方向盘温度＜15℃)。

(2)当方向盘表面温度处于第二等级时(例如处于40℃～50℃之间)，方向盘制冷等级进入中档模式，同时车辆控制系统检测电池温度是否达到冷却开启温度，如电池温度未达到电池冷却开启温度(例如小于35℃)，则方向盘进入单开模式，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2关闭，电磁阀27－3开启→压缩机42转速中档位，电子膨胀阀43中位开度，泵32占空比中转速(例如压缩机42000rpm/min，电子膨胀阀开度150歩，泵32占空比30％)→流量阀28全开，方向盘制冷开启直至其表面温度小于人体舒适温度下限时自动关闭(例如方向盘温度＜15℃)。

如电池温度达到电池冷却开启温度(例如大于35℃)，则方向盘进入双开模式(此时方向盘冷却和电池冷却同时开启)，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2和电磁阀27－3开启→压缩机42转速进入最高转速，电子膨胀阀43高位开度，泵32占空比高档位(例如压缩机428000rpm/min，电子膨胀阀43开度200歩，泵32占空比40％)→流量阀28中位开度(例如流量阀开度60％)。当电池温度下降至冷却关闭温度以下时(例如电池温度＜30℃)，电池冷却关闭，方向盘制冷进入单开模式，方向盘制冷开启直至其表面温度小于人体舒适温度下限时自动关闭(例如方向盘温度＜15℃)。当电池温度大于冷却关闭温度以上时(例如电池温度≥30℃)，方向盘制冷在双开模式下开启直至其表面温度小于人体舒适温度下限时自动关闭(例如方向盘温度＜15℃)。

(3)当方向盘表面温度处于第三等级时(例如＞50℃)，方向盘制冷等级进入高档模式，同时车辆控制系统检测电池温度是否达到冷却开启温度，如电池温度未达到电池冷却开启温度(例如小于35℃)，则方向盘进入单开模式，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2关闭，电磁阀27－3开启→压缩机42转速高档位，电子膨胀阀43高位开度，泵32占空比高转速(例如压缩机423000rpm/min，电子膨胀阀43开度200歩，泵32占空比40％)→流量阀28全开，方向盘制冷开启直至其表面温度小于人体舒适温度下限时自动关闭(例如方向盘温度＜15℃)。

如电池温度达到电池冷却开启温度(例如大于35℃)，则方向盘进入双开模式(此时方向盘冷却和电池冷却同时开启)，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2和电磁阀27－3开启→压缩机42转速进入最高转速，电子膨胀阀43高位开度，泵32占空比高档位(例如压缩机428000rpm/min，电子膨胀阀43开度200歩，泵32占空比40％)→流量阀28高位开度(例如流量阀开度90％)。当电池温度下降至冷却关闭温度以下时(例如电池温度＜30℃)，电池冷却关闭，方向盘制冷进入单开模式，方向盘制冷开启直至其表面温度小于人体舒适温度下限时自动关闭(例如方向盘温度＜15℃)。当电池温度大于冷却关闭温度以上时(例如电池温度≥30℃)，方向盘制冷在双开模式下开启直至其表面温度小于人体舒适温度下限时自动关闭(例如方向盘温度＜15℃)。

参见图9，在方向盘制热模式下，制热等级根据方向盘表面温度的高低可以智能的切换为高、低、中档三个模式。

(1)当方向盘表面温度处于第一等级时(例如处于10℃～20℃之间)，方向盘制热等级进入低档模式，同时车辆控制系统检测电池温度是否达到制热开启温度，如电池温度未达到电池制热开启温度(例如≥0℃)，则方向盘进入单开模式，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2关闭，电磁阀27－3开启→加热器31低档功率，泵32占空比低转速(例如加热器31功率100w，泵32占空比20％)→流量阀28全开，方向盘制热开启直至其表面温度大于人体舒适温度上限时自动关闭(例如方向盘温度≥40℃)。

如电池温度达到电池冷却开启温度(例如＜0℃)，则方向盘进入双开模式(此时方向盘制热和电池制热同时开启)，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2和电磁阀27－3开启→加热器31进入最高功率，泵32占空比高档转速(例如加热器31功率2000w，泵32占空比40％)→流量阀28低位开度(例如流量阀开度30％)。当电池温度上升至制热关闭温度以上时(例如电池温度≥10℃)，电池制热关闭，方向盘制热进入单开模式，方向盘制热开启直至其表面温度大于人体舒适温度上限时自动关闭(例如方向盘温度≥40℃)。当电池温度小于制热关闭温度以下时(例如电池温度＜10℃)，方向盘制热在双开模式下开启直至其表面温度大于人体舒适温度上限时自动关闭(例如方向盘温度≥40℃)。

(2)当方向盘表面温度处于第二等级时(例如处于0℃～10℃之间)，方向盘制热等级进入中档模式，同时车辆控制系统检测电池温度是否达到制热开启温度，如电池温度未达到电池制热开启温度(例如≥0℃)，则方向盘进入单开模式，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2关闭，电磁阀27－3开启→加热器31中档功率，泵32占空比中档转速(例如加热器31功率200w，泵32占空比30％)→流量阀28全开，方向盘制热开启直至其表面温度大于人体舒适温度上限时自动关闭(例如方向盘温度≥40℃)。

如电池温度达到电池冷却开启温度(例如＜0℃)，则方向盘进入双开模式(此时方向盘制热和电池制热同时开启)，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2和电磁阀27－3开启→加热器31进入最高功率，泵32占空比高档转速(例如加热器31功率2000w，泵32占空比40％)→流量阀28中位开度(例如流量阀开度60％)。当电池温度上升至制热关闭温度以上时(例如电池温度≥10℃)，电池制热关闭，方向盘制热进入单开模式，方向盘制热开启直至其表面温度大于人体舒适温度上限时自动关闭(例如方向盘温度≥40℃)。当电池温度小于制热关闭温度以下时(例如电池温度＜10℃)，方向盘制热在双开模式下开启直至其表面温度大于人体舒适温度上限时自动关闭(例如方向盘温度≥40℃)。

(3)当方向盘表面温度处于第三等级时(例如≤0℃)，方向盘制热等级进入高档模式，同时车辆控制系统检测电池温度是否达到制热开启温度，如电池温度未达到电池制热开启温度(例如≥0℃)，则方向盘进入单开模式，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2关闭，电磁阀27－3开启→加热器31高档功率，泵32占空比高档转速(例如加热器31功率300w，泵32占空比40％)→流量阀28全开，方向盘制热开启直至其表面温度大于人体舒适温度上限时自动关闭(例如方向盘温度≥40℃)。

如电池温度达到电池冷却开启温度(例如＜0℃)，则方向盘进入双开模式(此时方向盘制热和电池制热同时开启)，此时电磁阀27－1、电磁阀27－2和电磁阀27－3开启→加热器31进入最高功率，泵32占空比高档转速(例如加热器31功率2000w，泵32占空比40％)→流量阀28高位开度(例如流量阀开度90％)。当电池温度上升至制热关闭温度以上时(例如电池温度≥10℃)，电池制热关闭，方向盘制热进入单开模式，方向盘制热开启直至其表面温度大于人体舒适温度上限时自动关闭(例如方向盘温度≥40℃)。当电池温度小于制热关闭温度以下时(例如电池温度＜10℃)，方向盘制热在双开模式下开启直至其表面温度大于人体舒适温度上限时自动关闭(例如方向盘温度≥40℃)。

在方向盘不需要进行温度控制的模式下，电磁阀27－3和流量阀28关闭。

实施例3

在实施例1与实施例2的基础上，本实施例提供了一种车辆，包括可控温的方向盘、电池包温控系统、制冷系统、车辆控制系统。

可控温的方向盘内设置有用于液体流动的换热流道13，电池包温控系统中的高温液体通过第一管路21与换热流动相连通，在第一管路21上设置有换热器41，制冷系统中的冷媒通过换热器41与第一管路21中液体进行热交换。

其中，车辆控制系统包括温度检测器、设置在第一管路21上的第一开关、控制换热器41启闭的第二开关，车辆控制系统通过温度检测器获取方向盘的实时温度以控制第一开关与第二开关的启闭。

本实施例直接采用现有电动车辆中的可流动液体作为方向盘的制冷与制热液体进行使用，大大降低设备的改进难度与成本，同时提高了车辆的利用效率，合理利用了原车辆的部件一方面简化了结构，另一方面可以提高能源的利用效率，尤其降低了电动汽车的电量消耗，保证车辆的续航里程。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

Claims (11)

1.一种可控温的方向盘，其特征在于，包括：

方向盘骨架；

用于获取所述方向盘骨架的温度的检测装置；

用于制取高温液体的第一产生装置；

用于制取低温液体的第二产生装置；以及

管路总成；

所述方向盘骨架包括主体、与所述主体连接的转向轴，其中所述主体的内部形成有换热流道，所述转向轴为中空结构，在所述转向轴的内部设置有用于液体流入所述换热流道内的液体输入流道及用于液体流出所述换热流道的液体输出流道；

所述管路总成包括第一管路、第二管路，所述第一管路与所述液体输入流道相连通，所述第二管路与所述液体输出流道之间相连通；

所述第一产生装置作用于所述第一管路；

所述第二产生装置作用于所述第一管路；

所述转向轴包括轴本体、内管，所述内管固定设置在所述轴本体内，所述内管为中空结构，在所述内管中形成所述液体输入流道，在所述内管与所述轴本体的内壁之间形成所述液体输出流道，所述内管固定设置在所述轴本体的中央，以形成内外嵌套的同轴双层筒形结构。

2.如权利要求1所述的可控温的方向盘，其特征在于，所述第一管路与所述液体输入流道之间转动配合连接，所述第二管路与所述液体输出流道之间通过固定的旋转接头相连接，其中所述旋转接头转动设置于所述内管之外并与所述轴本体之间转动配合连接。

3.如权利要求2所述的可控温的方向盘，其特征在于，所述旋转接头内的空腔具有与所述液体输出流道流向相同的第一段、出口偏置的第二段，所述液体输出流道与所述第一段的入口通过转动轴承相连接，所述第二管路与所述第二段的出口固定连接。

4.如权利要求1所述的可控温的方向盘，其特征在于，所述换热流道为具有固定液体流动方向的单向换热流道。

5.如权利要求1所述的可控温的方向盘，其特征在于，所述第一产生装置至少包括加热器、设置在所述第一管路上的泵，所述泵驱动所述加热器加热后的液体在所述第一管路中流动；所述第二产生装置至少包括蒸发器、设置在所述第一管路上的换热器，所述蒸发器所产生的冷媒经过所述换热器与所述第一管路中的液体进行换热以降低所述第一管路中液体的温度。

6.一种方向盘的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供能够产生液体流动的换热流道，所述换热流道中的流动液体能够与方向盘骨架的主体接触并进行热交换，方向盘骨架包括主体、与所述主体连接的转向轴，其中所述主体的内部形成有换热流道，所述转向轴为中空结构，在所述转向轴的内部设置有用于液体流入所述换热流道内的液体输入流道及用于液体流出所述换热流道的液体输出流道，所述转向轴包括轴本体、内管，所述内管固定设置在所述轴本体内，所述内管为中空结构，在所述内管中形成所述液体输入流道，在所述内管与所述轴本体的内壁之间形成所述液体输出流道，所述内管固定设置在所述轴本体的中央，以形成内外嵌套的同轴双层筒形结构；

提供能够制取高温液体的第一产生装置；

提供能够制取低温液体的第二产生装置；

允许所述第一产生装置所制取的高温液体进入所述换热流道并进行热交换，以升高方向盘骨架的主体的温度；

允许所述第二产生装置所制取的低温液体进入所述换热流道并进行热交换，以降低方向盘骨架的主体的温度。

7.如权利要求6所述的方向盘的温度控制方法，其特征在于，在方向盘骨架的转向轴中设置液体输入流道以供热交换前的液体流入，在方向盘骨架的转向轴中设置液体输出流道以供热交换后的液体流出；其中，允许所述第一产生装置作用于所述液体输入流道以升高所述液体输入流道的液体温度，允许所述第二产生装置作用于所述液体输入流道以降低所述液体输入流道的液体温度。

8.如权利要求7所述的方向盘的温度控制方法，其特征在于，在所述液体输出流道中设置开度可调的流量阀，以控制液体从所述换热流道内流出的速度。

9.如权利要求6所述的方向盘的温度控制方法，其特征在于，提供能够检测方向盘温度的车辆控制系统，所述车辆控制系统根据设定的温度实时反馈控制所述第一产生装置与第二产生装置的启闭。

10.如权利要求6所述的方向盘的温度控制方法，其特征在于，提供导热材料制作导热层，将所述导热层设置在方向盘骨架的主体的内侧并直接与所述换热流道内的流动液体接触换热。

11.一种车辆，其特征在于，包括：

可控温的方向盘；

电池包温控系统；

制冷系统；以及

车辆控制系统；

所述可控温的方向盘内设置有用于液体流动的换热流道，所述方向盘包括方向盘骨架，所述方向盘骨架包括主体、与所述主体连接的转向轴，其中所述主体的内部形成有换热流道，所述转向轴为中空结构，在所述转向轴的内部设置有用于液体流入所述换热流道内的液体输入流道及用于液体流出所述换热流道的液体输出流道，所述转向轴包括轴本体、内管，所述内管固定设置在所述轴本体内，所述内管为中空结构，在所述内管中形成所述液体输入流道，在所述内管与所述轴本体的内壁之间形成所述液体输出流道，所述内管固定设置在所述轴本体的中央，以形成内外嵌套的同轴双层筒形结构；

所述电池包温控系统中的高温液体通过第一管路与所述换热流动相连通；

在所述第一管路上设置有换热器；

所述制冷系统中的冷媒通过所述换热器与所述第一管路中液体进行热交换；

所述车辆控制系统包括温度检测器、设置在所述第一管路上的第一开关、控制所述换热器启闭的第二开关；

所述车辆控制系统通过所述温度检测器获取所述方向盘的实时温度以控制所述第一开关与所述第二开关的启闭。

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